城市生活水平的提高使城市生活垃圾產(chǎn)量逐年增加，因此使生活垃圾穩(wěn)定化、減量化、無害化、資源化也就成了一項造福子孫的重要課題。高溫好氧堆肥有周期短、無害化徹底、臭味小的優(yōu)點，對生活垃圾進(jìn)行高溫好氧堆肥，生產(chǎn)優(yōu)質(zhì)有機(jī)肥，是垃圾處理最有效的方法之一，也是為農(nóng)業(yè)可持續(xù)發(fā)展服務(wù)的好辦法。為縮短堆肥周期，早在20世紀(jì)40年代，美國就通過細(xì)菌使堆肥時間縮短了 1—3d。50年代中期，有人主張把堆肥生化過程中最活躍期的垃圾作為“種子”，在堆肥開始時加入，以縮短堆肥周期。此方法效果明顯，但是“種子”不易取得，且加入量要達(dá)到10％-30％才有效，實用上困難。因堆肥過程中微生物的作用十分重要，故近年來，國內(nèi)外許多學(xué)者對向不同堆肥物料中人工接種微生物進(jìn)行了大量研究報道。本文對在生活垃圾好氧堆肥過程中人工接種經(jīng)篩選馴化高溫菌群與不接種高溫菌群進(jìn)行了對比實驗，以期為縮短堆肥周期尋找新的有效途徑。

1 材料與方法

1.1高溫菌群篩選馴化

1.1.1材料

從威海高區(qū)、經(jīng)區(qū)、環(huán)翠區(qū)居民小區(qū)的垃圾箱、垃圾堆中于不同季節(jié)采集樣品若干份，每次每地采集樣品約20~50kg不等。平均水分含量為50.9％。將采集的垃圾樣品混合，裝桶發(fā)酵，觀察溫度、微生物總數(shù)的變化，在溫度為35，40，45，50，55，60℃下取樣，取樣量分別為170，115，150，170，130，150g。將不同溫度的垃圾樣品混合，取一定量樣品按1：10用無菌水稀釋，放入搖床，室溫240r/min震蕩3h，再3000r/min離心15min，取上清，備接種用。

1.1.2培養(yǎng)基

試驗所用培養(yǎng)基為適合高溫菌群生長的自制培養(yǎng)基，包括富集培養(yǎng)基和馴化培養(yǎng)基。富集培養(yǎng)基：纖維素6g、麥麩2g、淀粉2g、牛肉膏3g、蛋白胨2g、氯化鈉5g、磷酸二氫鉀2.5g、土壤浸提液1000mL、pH7.2。馴化培養(yǎng)基：取不同居民小區(qū)新鮮生活垃圾，包括瓜果菜皮、魚蝦蟹殼、剩飯剩菜、干果殼、樹葉等混合，60℃烘干，磨碎，C／N為25：1—30：l，用時加土壤浸提液配制。

1.1.3菌種馴化

將從垃圾中篩選的高溫菌群培養(yǎng)液按1％接種量接種到200mL自制富集培養(yǎng)基中，分別置50，60℃搖床上，150r•min震蕩培養(yǎng)，定期記錄菌群總菌數(shù)，觀察菌群中微生物種類變化。逐漸將馴化培養(yǎng)基替代富集培養(yǎng)基，用同樣方法，最終得到好氧堆肥實驗用的高溫菌群。

1.2堆肥實驗

將生活垃圾分揀，去掉可回收和不能降解的物質(zhì)，剩下的部分作為堆肥材料堆垛，取樣測得水分含量為60％左右。將垃圾分別裝入發(fā)酵桶中，每桶裝50kg垃圾，C／N為30：1，通過添加桔桿、土調(diào)節(jié)水分；添加尿素調(diào)節(jié)C／N，按2％(質(zhì)量分?jǐn)?shù))的接種量接種。試驗設(shè)1個對照組，3個試驗組人工接種高溫菌群情況見表1。

表1人工接種高溫菌群情況

堆肥過程中每隔3h測量溫度和堆料中微生物總數(shù)，并定時觀察堆料水分、C／N、pH等的變化情況。

2結(jié)果與分析

2.1高溫菌群的接種對堆肥溫度的影響

一般情況下，堆肥溫度的變化可以作為堆肥過程的評價指標(biāo)。堆肥初期，中溫菌較活躍，大量繁殖，在它們分解利用有機(jī)物的過程中，一部分轉(zhuǎn)換成了熱量，使堆肥溫度上升，而此時垃圾中的嗜熱菌和我們?nèi)斯そ臃N的高溫菌群得到激發(fā)，將大量有機(jī)物分解并釋放能量，使堆肥溫度進(jìn)一步提高到高溫階段，并能將高溫階段持續(xù)更長時間，在這段時間內(nèi)堆肥中的病原菌和寄生蟲卵將被殺死。本試驗利用高溫菌群的人工接種縮短了堆肥從中溫進(jìn)入高溫階段的時間，從而影響堆肥過程中溫度的變化 (見圖1)。

圖1堆肥過程中溫度的變化

由圖1可見，對照組與試驗組相比達(dá)到50℃時間有所區(qū)別，而試驗組1，2，3達(dá)到50℃的時間也各不相同，對照組48h達(dá)到50；試驗組1為24h達(dá)到 49℃；試驗組2為24h達(dá)到50.5℃；試驗組3為21h達(dá)到50.5℃，24h達(dá)到56℃。從高溫階段持續(xù)時間來看，對照組與試驗組相比也無優(yōu)勢，對照組高溫階段50℃以上持續(xù)時間為48h，60℃以上持續(xù)時間為12h；試驗組1高溫階段50℃以上持續(xù)時間為84h，60℃以上持續(xù)時間為42h；試驗組2高溫階段50℃以上持續(xù)的時間為87h，60℃以上持續(xù)時間為48h；試驗組3高溫階段50℃以上持續(xù)時間為99h，60℃以上持續(xù)時間為60h。由此可見，高溫菌群接種生活垃圾好氧堆肥可以提高堆肥的溫度，使堆肥高溫階段提前，并且延長了高溫階段，從而縮短了堆肥周期。

2.2高溫菌群的接種對堆肥微生物總數(shù)的影響

堆肥初期中溫菌大量繁殖，主要是蛋白質(zhì)分解菌和產(chǎn)氨細(xì)菌數(shù)量迅速增加。當(dāng)堆肥溫度達(dá)到50～60℃ 時，中溫菌受到抑制，而高溫菌大量繁殖，主要是放線菌和分解纖維素的細(xì)菌等起作用。在堆肥過程中菌群中某種微生物存在與否及其數(shù)量多少均不能指示堆肥的腐熟程度，而在整個堆肥過程中菌群中微生物的交替作用可以很好的指示堆肥的腐熟程度。本試驗利用高溫菌群的接種增加了整個堆肥過程中微生物的總數(shù)，從而達(dá)到了加快堆肥腐熟的目的(見圖2)。

圖2堆肥過程中微生物總數(shù)的變化

由圖2可見，因高溫菌群的加入，堆肥初期試驗組微生物總數(shù)明顯高于對照組，對照組總菌數(shù)為每克垃圾2.86×10⁶個(對數(shù)值為6.46)；試驗組為每克垃圾3.70×10⁸個(對數(shù)值為8.57)；試驗組2每克垃圾為1.24×10⁹個(對數(shù)值為9.09)；試驗組3每克垃圾為2.05×10⁹個(對數(shù)值為9.31)。隨著堆肥溫度升高，微生物數(shù)量也在增加。對照組在24h時出現(xiàn)了第一個峰值為每克垃圾1.78×10⁸個(對數(shù)值為8.25)，試驗組 1，2，3都在15h時出現(xiàn)了第一個峰值，分別為每克垃圾2.24×10⁹個(對數(shù)值為9.35)、8.90×10⁹個(對數(shù)值為9.95)和 1.00×10¹⁰個(對數(shù)值為10.00)。

當(dāng)溫度達(dá)到50—60℃時，高溫菌群開始發(fā)揮作用，微生物總菌數(shù)出現(xiàn)第二個峰值。對照組在 48h時出現(xiàn)了第二個峰值為每克垃圾5.70×10⁸個(對數(shù)值為8.76)；試驗組1在27h時出現(xiàn)了第二個峰值為每克垃圾5.70×10⁹個(對數(shù)值為9.76)試驗組2在24h時出現(xiàn)了第二個峰值，為每克垃圾9.20×10⁹個(對數(shù)值為9.96)；試驗組3在21時出現(xiàn)了第二個峰值為每克垃圾 1.54×10¹⁰個(對數(shù)值為10.19)。當(dāng)溫度高于60℃并且持續(xù)一段時間后，微生物部分死亡或休眠，病原微生物被殺死，微生物總數(shù)開始下降。

由此可見，在生活垃圾好氧堆肥過程中，接種50，60℃混合高溫菌群在發(fā)酵溫度和微生物總數(shù)變化等方面不僅比對照組有明顯優(yōu)勢，而且也比單獨接種50℃高溫菌群和接種60℃高溫菌群有優(yōu)勢。

3 結(jié)論

實驗結(jié)果表明，生活垃圾好氧堆肥的過程中，高溫菌群的加入增加了微生物總數(shù)，加快了高溫菌群的繁殖，使堆肥高溫階段得以提前，試驗組比對照組提前27h進(jìn)入高溫階段，使高溫階段延長36—51h。

生活垃圾好氧堆肥過程中，高溫菌群的加入加快了堆肥的腐熟，形成了一個穩(wěn)定的生態(tài)系統(tǒng)，縮短了堆肥周期。

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